基于云计算的智能电网负荷预测平台架构研究

基于云计算的智能电网负荷预测平台架构研究

寇启龙刘然

（国网河南省电力公司洛阳供电公司河南洛阳471000）

摘要：随着我国经济建设与科学技术的高速发展，电网承载的负荷越来越高，如何实现准确的电网负荷预测成为当前新型智能电网研究的热点，这些负荷如果没有进行较好的计算，那么很有可能会电网在实际的使用过程中出现问题，由于云计算技术的发展和普及，目前可以使用云计算技术来实现新型智能电网负荷预测平台，本文着眼于电网负荷预测，利用云计算技术实现电网负荷预测平台的建立。

关键词：云计算；智能电网；负荷预测；平台架构

前言：

电网负荷预测平台对于我国电网的正常运行具有十分重要的意义，由于我国目前对于电力的需求十分巨大，如果没有较为完善的电网负荷预测平台，一旦负荷较大，那么很有可能会对电网造成巨大的危害。而传统的电网负荷预测平台已经不能适应现在的高负荷、大数据的现状，正是由于这一原因，目前实现一种新型智能电网的负荷预测平台对于我国的经济建设以及人民生活的正常运行有着十分重要的意义。

1云计算技术及智能电网负荷预测特点

1.1云计算技术概述

云计算是商业化的超大规模分布式计算技术，用户可以通过已有的网络将所需要的庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的更庞大的系统，经搜寻、计算、分析之后将处理的结果回传给用户，还可以有效减少和服务供应商之间的交互，从而为管理节省大量时间；它将在未来的生活、生产和商业活动中发挥越来越重要的作用，将引起互联网格局发生根本改变[1]。因此，云计算技术在现代大型互联网企业中受到了广泛的关注，包括阿里、百度等国内著名企业都在竞相研究云计算相关服务。目前，这种技术主要运用于互联网、科学计算机以及物联网等各个领域，而且相关研究正在进一步深入发展。

1.2智能电网负荷预测特点

智能电网环境下电力负荷预测的研究对象是多方面的，主要包括母线、地区、新能源、分布式发电处理及智能终端用电预测等。充分利用各类综合信息平台研究相关智能化预测算法是智能电网负荷预测技术综合化的具体体现。与传统的电网负荷预测相比，智能电网负荷预测具有如下特点：（1）影响智能电网负荷预测因素出现多样化发展趋势。智能电网环境下，需要综合考虑传统因素影响、智能用电设备的符合管理方式、分布式电源发电上网相关计划、储能模式下削峰填谷对符合的具体影响及用户要求等。这些因素不仅要在预测结果修正技术中得到运用，还要运用在预测模型调控策略中；（2）智能电网符合预测对象出现多元化发展趋势。其研究对象不再停留在传统的母线负荷及系统符合预测，而是进一步转向多维多级负荷预测；（3）负荷预测智能性和适应性更强。智能电网负荷预测要根据对象的不同，选用相应的模型，其相关参数也要随对象改变而发生变化。拐点和极值点出现时刻和大小要有较高的准确性和灵敏度；（4）在智能电网负荷预测中基础性的负荷特性分管理需求的信息库、负荷特性分析库和影响因素信息库等，以更好的服务于负荷预测工作。此外，为保证智能化信息库的活力，还应加强与公共服务平台的联系。

2云计算的智能电网负荷预测平台架构

2.1云平台基础化负荷分析

在文章所研究的面向云计算的智能电网负荷预测平台中，基础化负荷分析是这一平台的基础，其本身能够随着智能化设备投入的不断增多，更为细化的实现自身的负荷分析，这就使得整个面向云计算的智能电网负荷预测平台能够更好的实现负荷预测工作。为了实现自身基础化负荷分析的细化，我们需要实现地区负荷分行业滚动分析、淘汰负荷比重分析、紧密结合实时气象要素、进行空调负荷分析、考虑企业生产计划等因素，这样才能够保证面向云计算的智能电网负荷预测平台真正较为准确的实现自身功能。

2.2面向云平台负荷分析的负荷预测

在文章所研究的面向云计算的智能电网负荷预测平台中，这一平台能够提供较为细化的负荷预测，行业负荷预测、母线负荷预测、典型大用户负荷预测（如水泥厂、糖厂等）、生物质能与余热发电预测、光伏发电功率预测等都属于面向云计算的智能电网负荷预测平台所能够实现的功能，介于篇幅原因，文章对行业负荷预测与典型大用户负荷预测这两种较为具有代表性特点的功能进行详细解读[3]。在行业负荷预测中，面向云计算的智能电网负荷预测平台能够根据采集到的各行业数据进行偏向商业的实时气象要素负荷预测；而在典型大用户负荷预测中，预测平台需要在了解大型企业的生产计划后，结合历史数据与概率算法，对这类用户进行负荷预测。

2.3云平台多维多级协调负荷预测优化

在以往的智能电网负荷预测工作中，各预测结果不平衡的现象极为普遍，所以在文章所研究的面向云计算的智能电网负荷预测平台中，其本身将智能电网预测分为点、线、面、体多维多级进行负荷预测，这就较好的解决了以往负荷预测工作中存在的预测结果不平衡现象。其中点、线、面、体主要代表的是典型用户、母线负荷预测、传统的地区系统负荷预测以及省网及全网负荷预测。

3基于云计算的负荷预测计算仿真

通过本文分析，云平台中包含的计算资源构成了一个服务器集群，为客户端提供负荷预测计算服务。实验仿真使用Hadoop平台，采用的版本为Hadoop-0.23.2.Hadoop平台是一个工作在Unix系统环境下的软件框架，通过安装Linux虚拟机或者用Cygwin软件来模拟Unix运行环境。本文的仿真实验中要求参与搭建云平台的计算机能正常运行Linux系统。单机的详细配置为：Intel（R）CoreTM2QuadCPUQ9400，3.19GHz，4GB的内存，500G硬盘[3]。将这些计算机连接到一个局域网里面，网络带宽为2M，每台计算机分配一个固定IP地址，即完成云计算平台的硬件部署。将实验集群搭建好后，在每个节点上配置运行环境。其中任务调度器采用虚拟Linux服务器，它是服务器集群的唯一入口，类似一个高性能服务器。当客户端提交计算请求时，任务调度器可根据请求内容选择服务器执行操作。

因此，在智能电网云平台下要继续研究负荷预测优化协调技术，寻找更加合理的算法，采用诸如关联协调模型、负荷类指标协调方法等，提高基于云平台的智能电网负荷预测水平。

总结：

云计算作为一种崭新的计算方式，以其优异的特性已运用于广大领域.本文通过实验仿真，充分证明云计算技术能在智能电网负荷预测中的资源调度和计算等方面发挥巨大优势，而云计算与电力负荷预测的结合才刚刚萌芽。虽然本文提出了基本的框架和一部分负荷预测服务，但是随着智能电网的发展也要随之拓展。因此云平台关键技术与电网负荷预测如何更好地协同工作以及云平台安全性方面的提升，将是接下来研究的核心内容。

参考文献：

[1]罗滇生，王新坤.基于云计算的智能电网负荷预测平台架构研究[J].湖南大学学报（自然科学版），2016，43（02）：101-108.

[2]皮霄林，李春梅.一种基于云计算的新型智能电网负荷预测平台实现技术[J].电子技术与软件工程，2015（20）：198+232.

[3]蔡剑彪.基于云计算的智能电网负荷预测平台研究[D].湖南大学，2016.